GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Mineraalivarat yksikkö Raportti 60/2016 10.11.2016 Espoo Hydroterminen muuttuminen Hämeen kallioperässä Niilo Kärkkäinen, Markku Tiainen
GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS KUVAILULEHTI Päivämäärä / Dnro Tekijät Niilo Kärkkäinen, Markku Tiainen Raportin laji Malmipotentiaalin kartoitus Raportin nimi Hydroterminen muuttuminen Hämeen kallioperässä Toimeksiantaja GTK Tiivistelmä Raportissa kuvataan Hämeen malmipotentiaalihankkeen havaintoja paikoista ja alueista, joilla muutokset kivilajien koostumuksessa, asussa ja rakennepiirteissä mahdollisesti liittyvät malminmuodostukseen. Näitä havaintoja on useassa tapauksessa voitu laajentaa paljastuma- tai kairauskentän mittakaavasta satojen tuhansien metrien laajuisiksi geofysiikan ja geokemian avulla. Laaja-alaisinta muuttumista esiintyy Arolanmäen granitoidi-intruusion länsiosalla ja sen lähialueella, mistä tunnetaan Kedonojankulman Au-Cu-esiintymä, Kuuman sinkkimineralisaatio ja Arolanmäen kultamineralisaatio. Laajaalaisinta on kiisuuntuminen ja geokemian perusteella hydrotermiseen malminmuodostukseen liittyvien hivenmetallien (Ag, As, Bi, Sb, Te) lisääntyminen. Rajoitetumpaa on serisiittiytyminen, kvartsiutuminen ja kalimetasomatoosi. Samanlaisia piirteitä on havaittu Arolanmäen intruusion itäosalla, Liesjärven alueella sekä siitä itään Kotkan granitoidin kontaktialueilla. Somero-Tammelan orogeeniselle kultavyöhykkeellä on tyypillistä sekundaarisen turmaliinin ja arseenikiisun esiintyminen sekä lentomittauksissa havaittava magnetoituminen. Mafisia intruusioita leikkavat hierto-siirrovyöhykkeet ovat Hämeessä kultakriittisiä, ja se on havaittavissa paljastumamittakaavassavahvana gabron suuntautumisena, kvartisjuonina ja arseenikiisuna sekä geokemiassa kullan seuralaishivenalkuaineden kohonneina pitoisuuksina. VMS-tyypisten kupari- ja sinkkimineralisaatioiden yhteydessä esiintyy hydrotermiseen vaiheen kali- magnesium-metasomatoosia, joka on tunnistettavissa pyriitti-serisiittiliuskeina ja korderiittiantofylliittikivinä mm. Kiipussa, Leteensuolla, Kuumassa ja Tupalassa. Asiasanat (kohde, menetelmät jne.) Hämeen vyöhyke, muuttuminen, magnesium-metsomatoosi, kiisuuntuminen, serisiittytyminen, malminetsintä, kulta, kupari, sinkki Maantieteellinen alue (maa, lääni, kunta, kylä, esiintymä) Suomi, Häme, Aulanko, Jokisivu, Katumajärvi, Kedonojankulma, Kiipu, Kotka, Kuuma, Latovainio, Leteensuo, Letku, Loimaa, Nappikallio, Pirttikoski, Riukka, Ritakallio, Sauhula, Satulinmäki, Uunimäki, Vaulammi, Vanaja Arkistosarjan nimi Arkistotunnus Arkistoraportti GTK 60/2016 Kokonaissivumäärä Kieli Hinta Julkisuus 43 Suomi julkinen Yksikkö ja vastuualue Hanketunnus Mineraalivarat, Espoo 50402-20067 Allekirjoitus/nimen selvennys Allekirjoitus/nimen selvennys
GEOLOGICAL SURVEY OF FINLAND DOCUMENTATION PAGE Date / Rec. no. Authors Niilo Kärkkäinen, Markku Tiainen Type of report Regional ore potential Commissioned by GTK Title of report Hydrothermal alteration in the bedrock of the Häme Belt Abstract This study is done in the GTK s project assessing the ore potential of the Proterozoic Häme Belt, Southern Finland. The report describes the alteration in the bedrock which possibly indicates the ore forming processes related hydrothermal activities. The alteration can be seen as compositional (mineralogical, geochemical), textural or structural changes in the scale of outcrop or drilling target to an area of several kilometers. The most prominent alteration is related to the western part and host rocks of the Arolanmäki granitoid complex, close to which there are the porphyry type Kedonojankulma Au-Cu deposit, Kuuma Zn mineralization in pyritized and sericited volcanic rocks and Arolanmäki shear related Au mineralization. Most extensive is sulfidization and the increase of trace metals (Ag, As, Bi, Sb) that normally are enriched in hydrothermal processes. More restricted phenomena are sericitation, silicification and potassium metasomatism. Similar features are observed in the Liesjärvi area, the eastern part of the Arolanmäki intrusion, and locally in the border zones of the Kotka intrusion east of Liesjärvi. In the Somero-Tammela orogenic gold zone typical secondary minerals are tourmaline and arsenopyrite, and magnetization which is best identified in the aeromagnetic map. The other orogenic gold type are related to shear zones in mafic intrusions in the Huittinen area and elsewhere in the southern Finland. The first observation is often the outcrop-scale strong shearing/orientation of the igneous rock, arsenopyrite and quartz veins though a good geochemical indication is an increased content of some path finder element (Au, As, Te, Bi) in an area of a mafic intrusion. Cordierite-antophyllite rocks are good indication of magnesium-metasomatism related to hydrothermal activities in VMS-type Cu-Zn deposit in Kiipu, Leteensuo, Kuuma and Tupala. Keywords Häme belt, Alteration, Bedrock, Mineralization, Exploration, sericitation, sulfidisation, silicification Geographical area Finland, HämeSuomi, Häme, Aulanko, Jokisivu, Katumajärvi, Kedonojankulma, Kiipu, Kotka, Kuuma, Latovainio, Leteensuo, Letku, Loimaa, Nappikallio, Pirttikoski, Riukka, Ritakallio, Sauhula, Satulinmäki, Uunimäki, Vaulammi, Map sheet Report serial Archive code Archive reports Total pages Language Price Confidentiality Finnish public Unit and section Project code 50402-20067 Signature/name Signature/name
Havaintoja muuttumisesta Hämeen kallioperässä 5 Sisällysluettelo Kuvailulehti Documentation page 1 JOHDANTO 5 1.1 Tausta 1.2 Aineisto 2 HÄMEEN MALMITYYPPEIHIN LIITTYVÄ MUUTTUMINEN 7 2.1 Porfyyris-epitermist Cu-Au-esiintymät 2.2. Vulkanogeeniset massiiviset sulfidimalmit 2.3 Orogeeniset kultamalmit 3 HÄMEEN MUUTTUMISVYÖHYKKEET 8 4 KOHTEIDEN KUVAUKSET 9 4.1 Arolanmäen granitoidikompleksi 9 4.1.1 Latovainio 4.1.2 Kedonojankulma 4.1.3 Arolanmäki 4.1.4 Liesjärvi 4.2 Kotkan granitoidi 17 4.2.1 Kotka 4.2.2 Pirttikoski 4.3 Aulangon ja Vanajan granitoidi 22 4.3.1 Aulangonjärvi 4.3.2 Kankaistenjärvi 4.4 VMS-malmikriittinen vulkaniittien muuttuminen 23 4.4.1 Katumajärvi 4.4.2 Kuuma 4.4.3 Kalsu 4.4.4 Kiipu 4.4.5 Leteensuo 4.4.6 Nappikallio 4.4.7 Tupala 4.5 Somero-Tammela Au-vyöhyke 33 4.6 Hiertovyöhykkeet mafisissa intruusioissa 36 4.7 Loimaan maneettinen rengasrakenne 39 5 YHTEENVETO 40 6 KIRJALLISUUS 40
Havaintoja muuttumisesta Hämeen kallioperässä 6 1 JOHDANTO 1.1 Tausta Raporttiin on koottu ensisijaisesti geologisia maastohavaintoja paikoista, joissa kivilajien koostumus, asu ja rakennepiirteet kuvastavat mahdollisesti malminmuodostukseen liittyvää hydrotermistä aktiivisuutta. Näitä havaintoja on useassa tapauksessa voitu laajentaa paljastuma- tai kairauskentän mittakaavasta satojen tuhansien metrien laajuisiksi geofysiikan ja geokemian avulla. Hämeessä esiintyviin malmityyppeihin liittyy globaaleilla mallialueilla tietyntyyppistä kivilajien muuttumisilmiöitä. Ne ilmenevät tavallisesti vesipitoisten kalium- tai magnesium- mineraalien, alumiinisilikaattien, kvartsin ja kvartsijuonten, sulfidien, Fe-oksidien, karbonaatin, turmaliinin tai muiden epigeneettisten mineraalien esiintymisen lisääntyminen rajatuilla aluilla. Kun likimain koko Hämeen kallioperä on metamorfoitunut amfiboliittifasieksen olosuhteissa, sitä vanhemmat hydrotermiset prosessit ovat tietyssä määrin peittyneet ja piiloutuneet metamorfiseen mineralogiaan. Muuttumisilmiöitä voidaan havainnoida mineralogisen muuttumisen kautta. Metamofoosin takia se voidaan havainnoida usein vain poikkeamilla kivilajien kemiallisessa koostumuksessa, erityisesti silloin kun hydroterminen aktiivisuus jakaantuu laajalle alueelle. Tällöin se ei välttämättä ole maastossa tunnistettavissa. Muuttumista havainnoidaan myös geofysiikan sähköisillä ja magneettisilla menetelmillä, perustuen tällöin sekundaarisen mineralogian tuottamiin muutoksiin kivien petrofysikaalisissa ominaisuuksissa (mm. Karell ja Mertanen 2015). Muuttumismineraalien tunnistamiseksi esim. kairasydämissä on viime aikoina alettu soveltaa hyperspektriskannereita, joilla voidaan tunnistaa kiille ja savimineraalimuuttumiset ja parhaimmillaan myös hienorakeiset maasälpä- ja kvartsimuuttumiset (Arkimaa ym. 2016). 1.2 Aineisto Tässä raportissa muuttumisilmiöitä on ensivaiheessa havainnoitu geologisissa maastokartoituksissa ja kairansydämissä. Niitä on laajennettu geofysiikan ja moreenigeokemian tuella niin, että alueista on käytetty termiä vyöhyke, vaikka muuttuminen rajatuilla alueilla ei useinkaan ole läpikotaista. Se voi ilmetä mm. jonkin sekundaariseksi tunnistetun mineraalin esiintymiseen määrätyssä kivilajissa tällä alueella. Hämeen kallioperässä esiintyvää muuttumista on kuvattu malmiesiintymien kohderaporteissa, kallioperäkartoilla, karttalehtiselostuksissa tai pelkästään GTK:n kartoitustietokannan havainnoissa ja niihin liittyvissä valokuvissa. Muuttumisvyöhykkeet voidaan rajata tai joskus jopa ensisijaisesti havaita geofysikaalisilla tai geokemiallisilla kartoilla. Esimerkkeinä ovat kultamineralisaatioihin liittyvä magneettisuuden muutos, joko magneettisuuden väheneminen (gabrojen hiertovyöhykkeet) tai magneettiset anomaliat (Satulinmäki, Riukka). Geokemiallisilla kartoilla on vaihtelevan laajuisia hivenalkuaineiden anomalioita jotka kuvastavat kivilajien koostumuksen muuttumista. Esimerkiksi moreeniaineksessa muuttumista indikoi Hämeessä selvimmin kullan seuralainen arseeni, mutta myös porfyyrityyppisiin esiintymiin liittyen rikki ja kupari, mm. Latovainion anomalia (Kuva 2). Tähän raporttiin on kerätty havaintoja sellaisista muuttumisvyöhykkeistä, jotka mahdollisesti ovat kytkettävissä malminmuodostukseen liittyvään hydrotermiseen toimintaan. Alueet on rajattu paljastuma- ja kairaushavaintojen perusteella. Joissakin tapauksissa muuttumisaluetta on laajennettu geofysiikan, geokemian ja lohkarehavaintojen perusteella.
Havaintoja muuttumisesta Hämeen kallioperässä 7 2 HÄMEEN MALMITYYPPEIHIN LIITTYVÄ MUUTTUMINEN Hämeessä tärkeimpiä malmityyppejä ovat a) granitoideihin liittyvät porfyyris-epitermiset Au-Cumalmit, b) vulkanismiin liittyvät Zn-/Cu-Co- malmit (VMS), c) maankuoren särkymis/liikuntovyöhykkeisiin liittyvät (orogeeniset) Au- malmit. Hämeen vulkaniitti-granitoidi-valtaisessa kallioperässä on paikoin epävarmaa liittyykö mineralisoituminen ja siihen liittyvä muuttumisprosessi puhtaasti granitoideihin tai vulkaniitteihin. Ainakin Kotkan granitoidin yhteydessä voi olla päällekkäisyyttä, molempiin tyyppeihin liittyvää muuttumista. 2.1 Porfyyris-epitermiset Cu-Au-malmit Granitoideihin liittyviin malmeihin liittyy hydrotermisten fluidien vaikutuksesta osin vyöhykkeellistä, päällekkäistä ja vaihtelevan laaja-alaista (100 m - > 1000 m) muuttumista, tyypillisesti kiisuuntumista, serisiittiytymistä, kvartsiutumista, biotiittiutumista, propyliittiytymistä (epidootti-kloriitti-albiitti), kalimetasomatoosia, Na-Ca-muuttumista ja eri metallien rikastumista (mm. Cu, As, Au, Bi, Sb, Te, Mo, Sn) (Sillitoe 2010). Muuttuminen liittyy myöhäis-magmaattiseen hydrotermiseen toimintaan, jolloin malmiutuminen tapahtuu 1-4 km syvyydellä noin 6-8 km syvyydellä olevan magmasäiliön yläpuolella (Berger ym. 2008). Porfyyrisysteemiin voi liittyä merkittäviä epitermisiä kultamalmeja (Wood ja MacCorquadale 2015). Vanhoissa esiintymissä deformaatio, metallien sekundaarinen mobiiliutuminen ja metamorfisten fluidien vaikutus muokkaavat primaareja piirteitä. Malmeihin liittyvä muuttuminen tunnistetaan yksityiskohtaisemmin litogeokemiallisilla ja mineralogisilla tutkimuksilla. Hämeessä tähän ryhmään kuuluvat Arolanmäen granitoidiin liittyvät Kedonojankulma, Arolanmäki ja Liesjärvi. Samankaltaiseen ympäristöön liittyy muuttumista ja mineralisoitumista Kotkan (Kotka Cu-Co-Au-REE, Sauhula Cu-Au) ja Aulangon granitoidien (Katumajärvi Cu) lähialueella, mutta ne sijaitsevat kontaktialueen vulkaniiteissa, ja on tässä raportissa kuvattu VMS-tyypin yhteydessä. 2.2 Vulkanogeeniset massiviset sulfidimalmit (VMS) Vulkaanisen toimintaan liittyvät hydrotermiset vesiliuokset aiheuttavat mineralogisia ja kemiallisia muutoksia purkausympäristön lähialueen kivilajeissa. VMS-malmeihin liittyy muuttumisvyöhykkeitä, jotka voivat suotuisissa tapauksissa osoittaa löytymättömän malmin löytymissuunnan, mm. mineralogisten muutosten tai tiettyjen metallien uuttumisen tai rikastumisen avulla. Hydrotermisen muuttumisen tunnistaminen on tärkeä malminetsinnässä, koska on vahva viite mahdolliselle malmille suotuisasta ympäristöstä (Shanks III, 2010 ). Näitä ovat mm. kalimuuttuminen (potassic), savimuuttuminen (argillic/phyllic; serisiitti/kloriitti) ja propyliittiutuminen. Vulkanismin aikaiset hydrotermiseen muuttumisen tuottamat mineraalit ovat uudelleenkiteytyneet Hämeen kallioperän alueellisessa metamorfoosissa muuttumisen tyyppimineraaleiksi kuten kummingtoniitti, antofylliitti, kordieriitti, andalusiitti/sillimaniitti, granaatti jne. Monien esiintymien alapuolella on semi-konformisti muuttumista joka voi ulottua 5 50 km etäisyydelle 1 3 km leveänä alueena, erityisesti kaldera-alueilla (Shanks III, 2010). Hämeessä tähän ryhmään liittyvät Tupalan, Kiipun, Leteensuon ja Kuuman sulfidiesiintymät, ja niihin mahdollisesti liittyvä muuttuminen Kalsussa (Kuuman alue) ja Vaulammilla (Kiipun alue). Myös Kotkan ja Sauhulan esiintymät Kotkan granitoidin kontaktialueella ja Katumajärvi Aulangon/Vanajan granitodin alueella. 2.3 Orogeeniset kultamalmit Orogeeniset kultamalmit liittyvät siirros-hiertovyöhykkeisiin ja niissä tapahtuneeseen hydrotermisten fluidien virtauksiin sekä uuttamis- ja saostamisprosesseihin. Muuttuminen myötäilee yleensä
Havaintoja muuttumisesta Hämeen kallioperässä 8 hyvinkin kapeina vyöhykkeinä siirrosvyöhykkeitä. Malmiutumista ja muuttumista voivat kuvastaa yksin tai yhdessä kvartsijuonet, vahvasti deformoituneet vyöhykkeet (hierrot) sekä kivien mineralogiset muutokset kuten kvartsiutuminen, serisiittiytyminen, biotiittiutuminen, turmaliiniutuminen, kiisuuntuminen ja arseenikiisu. Yksittäisen malmijuonien" sivukiven muuttuminen rajoittuu metrejä - kymmeniä metrejä leveäksi, mutta juoniparvissa muuttumista voi olla kokonaisuudessaan satojen metrien alueella (Eilu ym. 2001). Myös kivien petrofysikaaliset ominaisuudet muuttuvat (Mertanen ja Karell 2015). Orogeenisiin kultamalmeihin liittyvää muuttumista on Hämeessä selvimmin kahdella alueella, alueen lounaisosassa Somero-Tammela-vyöhykkeellä ja luoteisosalla, Huittisten alueella. 3 HÄMEEN MUUTTUMISVYÖHYKKEET Hämeen muuttumisvyöhykkeet on jaettu kuuteen geneettiseen pääryhmään, joita on tavattu vaihtelevan kokoisilla osa-alueilla tai hajallaan kuten VMS-malmityyppiin kuuluvat alueet (kuva 1). 1) Arolanmäen granitoidikompleksiin liittyvä laaja-alainen kiisuuntuminen (Latovainio), rajoitetummin kvartsiutuminen, serisiittiytyminen ja epidoottiutuminen; Kedonojankulman Au-Cu-esiintymän, Arolanmäen Au-mineralisoituman ja Liesjärven Au-Cu-esiintymän lähialueella. Koijärvellä Koijärven granitoidin kontaktissa on Kanervanvuoren muuttumis- ja siirrosvyöhyke. 2) Kotkan granitoidin kontaktivyöhykkeellä esiintyy kvartsiutumista, serisiittiytymistä, karbonatiittiutumista, karsiutumista, Fe-oksidi-metasomatoosia ja laajalla alueella epidoottiutumista. Samalle alueelle sisältyvät (mahdollisesti VMS-tyyppiset) Kotkan (Au-Co-Cu-REE) ja Pirttikosken (Cu) mineralisaatiot. 3) Aulangon granitoidi-batoliitin ympäristön albiittiutuminen, turmalinisaatio, serisiittiytyminen ja kvartsiutuminen; osa-alueina Aulanko, Katumajärvi, Kankaistenjärvi. Myös täällä Katumajärven mineralisaatio ja magnesium-metasomatoosi liittyvät VMS-tyyppiseen malmiin. 4) Hämeen vyöhykkeen vulkaniittien VMS-tyyppinen serisiittiytyminen ja kordieriittiutuminen Tupalan, Kiipun (ja Vaulammin), Kuuman (ja Kalsun), Nappikallion, Leteensuon, Katumajärven ja Nappikallion Mg-metasomaattinen vyöhyke. Katumajärven ja Kotkan Cu-Zn esiintymät on luokiteltu VMS-tyyppisiksi (Mäkelä 1980, 1989, Kinnunen 1987, Papunen 1990, Tiainen ja Viita 1994). 5) Someron-Tammelan alueen (ja Letkun) Au-esiintymiin liittyvä kvartsiutuminen, turmalinisaation, serisiittityminen. 6) Huittisten alueen mafisten syväkivien siirrosvyöhykkeissä oleviin Au-esiintymiin liittyvä kvartsiutuminen; osa-alueita ovat Jokisivu, Ritakallionmaa, Uunimäki.
Havaintoja muuttumisesta Hämeen kallioperässä 9 Kuva 1. Hämeen muuttumisvyöhykkeiden rajaus magneettisella kartalla, jonka värilliset alueet edustavat Hämeen vyöhykkeen neljää eri vulkaanista seuruetta. 4 KOHTEIDEN KUVAUKSET 4.1 Arolanmäen granitoidikompleksi Arolanmäen alueella esiintyy malminmuodostukseen liittyvää muuttumista sekä granitoideissa että niiden sivukivinä olevissa suprakrustisissa kivissä (kuvat 2-3). Suprakrustissa kivissä osa muuttumisilmiöistä liittyy VMS-tyyppiseen malminmuodostukseen. Granitoideissa on havaittu serisiittiytymistä, kvartsiutumista, kvartsijuonia, kiisuuntumista (Fe-kiisupirote, -juonet, Cu-kiisupirote), kalimetasomatoosia, metallien ja eräiden malmityyppien seuralaisalkuaineiden geokemiallisia anomalioita. Intruusioiden sivukivissä on havaittu kvartsiutumista, magnesium-metasomatoosia (kordieriittikivet), turmalinisaatiota, epidoottiutumista, serisiittiytymistä ja kiisuuntumista. Arolanmäen granitoidikompleksiin liittyy porfyyri-kupari-kulta-esiintymä Kedonojankulmassa (Tiainen ym. 2012), Arolanmäen kompleksin itäreunalla Liesjärven Au-Cu-mineralisaatio, sekä nuorempi, orogeenistyyppinen kultamineralisaatio Arolanmäen granitoidin sisällä olevassa hiertovyöhykkeessä. Arolanmäen granitoidin kontaktivyöhykkeen vulkaniiteissa sijaitsee Kuuman sinkkimineralisaatio (Tiainen 2016) ja kiisuvyöhyke Kalsun vulkaniiteissa (Leväniemi et al. 2016).
Havaintoja muuttumisesta Hämeen kallioperässä 10. Kuva 2. Arolanmäen kompleksiin liittyvät muuttumisvyöhykkeet (Kanervanvuorella on Koijärven granitoidin kontaktin turmalinisoitumista). 4.1.1 Latovainio Muuttuminen = kiisuuntuminen Latovainion alueella on laaja-alainen rikki-anomalia moreenissa (kuvat 2-3). Anomalian aiheuttajaksi on tunnistettu kalliossa useampi erillinen hydrotermiset prosessi, Arolanmäen ja Kesonojankulman granitoideihin liittyvä porfyyris-epiterminen malmimuodostus sekä Kuuman-Kalsun vulkaniiteissa VMS-tyyppinen malminmuodostusprosessi. Porfyyris-epiterminen prosessi on aiheuttanut laaja-alaista muuttumista sekä granitoidien sisällä että niiden yläpuolella olevissa sivukivissä. VMS-tyyppinen muuttuminen on aiheuttanut kiisuuntumista ja muita muuttumisia vulkaniiteissa. Latovainion rikkianomalian alueella on tunnistettu Kedonojankulman porfyyri-cu-esiintymä (Tiainen et al. 2012), Kuuman VMS-tyyppinen S-Zn-Cu-mineralisaatio (Tiainen et al. 2016), Kalsun S- mineralisaatio (Leväniemi ym. 2016) ja Kedonojankulman intruusion NW-puolella kiisuuntunut
Havaintoja muuttumisesta Hämeen kallioperässä 11 vulkaniitti, joka on tulkittu porfyyri-cu-mineralisaation yläpuolella olevaksi muuttumisvyöhykkeeksi (Tiainen et al. 2013). Kuva 3. Latovainion kiisuuntunut alue rajattuna moreenin rikki-anomalian ja geologisten havaintojen mukaan. 4.1.2 Kedonojankulma (Au-Cu) Muuttuminen = Kalimetasomatoosi, serisiittiytyminen, silisifikaatio, kiisuuntuminen, kvartsijuonet, kvartsiutunut kattokivi (kuvat 3-4) Kedonojankulman kvartsi-maasälpäporfyyrin N-reunalla on tunnistettu voimakkaasti muuttunut vyöhyke sekä porfyyrin puolella että kattopuoleksi tulkitussa intermediaarisessa vulkaniitissa (Tiainen et al. 2012, Klami 2013, Arkimaa et al. 2016). Voimakkaasti muuttunut ja mineralisoitunut vyöhyke porfyyrissä on kvartsiutunut, serisiittiytynyt, albiittiutunut, kloriittiutunut, epidoottiutunut ja kiisuuntunut. Voimakkaasti muuttunutta vyöhykettä seuraa oksidoitunut vyöhyke, joka on malmiutumiseen liittyvää muuttumista myöhäisempi ja laajempialainen. Epidoottiutumista ja kvartsiutumista esiintyy juonimaisesti myös alueellisena piirteenä Hämeen vyöhykkeellä. Kedonojankulman porfyyrin ja vulkaniitin kontaktissa liuske on kiteytynyt lähes lasimaiseksi kvartsiksi usean metrin matkalla. Kedonojankulman intruusion pohjoispuolella oleva intermediäärinen vulkaniitti on voimakkaasti uuttunutta vaaleaa liusketta ja paikoin voimakkaasti kiisuuntunutta.
Havaintoja muuttumisesta Hämeen kallioperässä 12 Kuva 4. Karttakuva Kedonojankulman intruusion muuttumisesta (koko alue sisältyy kiisuuntumisvyöhykkeeseen kuvissa 2ja 3. Kuva 5. Kedonojankulman muuttumisen hyperspektritulkinta. Keltainen-punainen väri indikoi voimakassta serisiittiytymistä (Arkimaa et al. 2016).
Havaintoja muuttumisesta Hämeen kallioperässä 13 Kuva 6. Kedonojankulman granitoidin muuttumaton tonaliitti ja punertava tonaliitti, reikä R352. Kuva 7. Kedonojankulman kvartsi-maasälpäporfyyri. Vasemmalla lievästi muuttunut punertava porfyyri (R361) oikealla voimakkaasti muuttunut albiittiutunut, punertava, alun perin porfyyri(r362). Kuva 8.Kedonojankulman kvartsiutunut kvartsi-maasälpäporfyyri (vasemmalla) ja serisiittiytynyt porfyyri (oikealla). 4.1.3 Arolanmmäki (Au) Muuttuminen= K-metasomatoosi, serisiittiytyminen, arseeni Arolanmäen alueella on paljon lohkarehavaintoja läpikotaisesti serisiittymisestä, kvartsiutuneista ja kiisuuntuneista Au-pitoisista deformoituneista granitoideista. Alueella on myös hydrotermiseen malmiutumisprosessiin ja muuttumiseen viittavia geokemiallisia monimetallianomalioita (kuva 2). Lohkareista ja pohjamoreeninäytteistä on analysoitu kohonneita kulta- ja kuparipitoisuuksia, joiden alkuperää on selvitelty muutamalla kairanreiällä, mutta heikosti paljastuneen alueen selvitys vaatisi niitä lisää.
GTK Raportti 60/2016 Havaintoja muuttumisesta Hämeen kallioperässä 14 Viitteenä alueen kultapotentiaalista Arolanmäen pohjoispuolella lävistettiin granodioriitissa kultaa enimmillään 1 2 ppm sisältäviä, 5-15 metrin levyisiä kvartsituneita ja serisiittytyneitä hiertovyöhykkeitä. Alueelle liittyy magneettisella kartalla heikko häiriöjakso, jota ei ole selvitetty. Arolanmäen länsipuolella Kukkopillissä on myös viitelohkareita molybdeenihohteen rikastumisesta samaan ympäristöön. Kuva 9. Moreenigeokemian kartoilla arseenin ja kullan kohonneet pitoisuudet Arolanmäen granitoidin alueella kuvastavat laaja-alaista muuttumista
Havaintoja muuttumisesta Hämeen kallioperässä 15 4.1.3 Liesjärvi Muuttuminen = kvartsijuonet, serisiittiytyminen, turmaliiniutuminen, kiisuuntuminen Liesjärvellä on Outokumpu-yhtiön tutkima kultaesiintymä (Kokkola 1990, 1994) sekä lohkareviitteitä ja geokemian anomalioita kuparin ja kullan mineralisoitumisesta n. 4 x 2 km alueella (kuva 11). Liesjärvi sijaitsee Arolanmäen granitoidin itäreunalla. Painovoimakartalla Liesjärven alue eroaa kompleksisempana muutoin varsin homogeeniselta vaikuttavasta intruusiomassiivista. Kuva 10. Liesjärven muuttuneita kiviä ja Au-Cu-mineralisaatioita sisältävä alue sijaitsee Arolanmäen granitoidin itäosalla. Liesjärven alueen kaakkoisella jatkeella on Susikkaan alue, jonka osalta rajaus perustuu geokemiaan.
Havaintoja muuttumisesta Hämeen kallioperässä 16 Kuva 11. Liesjärven Au-Cu kriittinen alue rajattuna kallioperäkartalle. Vihreä kolmio = Au- Cu viite, puananen ja musta symboli = kairauspaikka Kriittisellä alueella on hapan syväkivimassiivi, jonka itäkontaktin läheisyyteen liittyy monin paikoin arseeni- ja kuparikiisua sisältäviä hiertosaumoja ja rakojuonia, ja niiden ympäristössä on kalimetsomattista muuttumista, biotiittiutumista, serisiittiytymistä, kvartsiutumista, turmaliiniutumista, kullan ja kuparin sekä hopean ja paikoin koboltin ja volframin (scheeliitin) mineralisoitumista ja malmiutuneita lohkareita (kuva 11). GTK:n jatkoselvittelyissä Liesjärven pääesiintymän tyypinen granodioriitin stockwork-tyyppinen kullan ja kuparin malmiutuminen ulottuu ainakin 1 km luoteeseen (Kärkkäinen ym. 2015). Esiintymän eteläpuolella, Puolikkaansuolla esiintyy kuparin malmiutumista serisiittiytyneissä ja kvartsiutuneissa vulkaniiteissa sekä porfyyrisessä tonaliitissa granitoidin ja vulkaniittien rajalla, jossa GTK testasi vanhaa geokemain Au-Cu-anomalikenttääviidellä kairanreiällä (Kärkkäinen 2015). Kairauskissa oli enimmillään 1.2 % Cu, 4.9 ppm Au (0.15 m). Pääesiintymän ja Puolikkaansuon välissä esiintyy mm. vahvaa serisiittiytymistä ja kvartsiutumista Outokummun kairausten perusteella. Geokemian perusteella muuttumisvyöhykettä on jatkettu kaakkoon Susikkaan alueelle (Sipilä ym. 2012). 4.2 Kotkan granitoidi Kotkan granitoidin kontaktialueelle liittyy vahvaa muuttumista sen eteläreunan vulkaniiteissa Kotkan alueella sekä länsireunalla Pirttikosken Sauhulassa (Lindmark 1996, Grönholm 2016). Alueelta on paljon kuparimalmiviitteitä (kuva 14), ja kairauksissa on lävistetty kuparimineralisaatio Kotkajöärven eteläpuolella (Kinnunen 1987) ja Sauhulassa, Pirttikosken alueella (Lindmark 1996).
GTK Raportti 60/2016 Havaintoja muuttumisesta Hämeen kallioperässä 17 Kuva 12. Kotkan intruusioon liittyviä muuttumisvyöhykkeitä on intruusion etelä- ja länsireunalla. Kuva 13. Kotkan ja Pirttikosken alueen malmiviitteet (=vihreät kolmiot), kairauspaikat punaisina pisteinä. 4.2.1 Kotka Muuttuminen = epidoottiutuminen (laaja), kiisuuntuminen, serisiittiytyminen, magnetiitti Renkajärven vulkaanisen seurueen ja Kotkan graniotoidin kontaktissa on voimakasta hydrotermistä muuttumista, joka on rajattu DigiKP-kartalla. Kallioperäkartassa punertava alue kuvastaa hydroter-
Havaintoja muuttumisesta Hämeen kallioperässä 18 mista / metasomaattinen kiveä (kuva 14). Tyypillisiä piirteitä muuttumisessa ovat felsisen ja intermediaarisen vulkaniitin uuttuminen, kvartsiutuminen ja epidoottiutuminen siten, että kivessä on relikteinä tunnistettavissa mm. lapilleja ja epidoottiutuneita fragmentteja (Sipilä 2014). Tyypillisesti kivessä on linsseinä ja juonina massamaista magnetiittia ja sarvivälkettä, paikoin on myös breksiarrakennetta jonka muodostaa sarvivälkejuonien verkosto (kuva 14). Tummat sarvivälkeraidat ulottuvat noin kilometrin päähän kontaktista vähentyen asteittain. Yleistä on myös laajalla alueella epidoottiutuminen. Granodioriitissa on kaliumin lisäystä muuttumisvyöhykettä kohti. Kotkassa on kairattu kupariesiintymää, jonka isäntäkivi on mafista vulkaniittia (Kinnunen 1987). Mineralisaation välitön sivulkivi on voimakkaasti hiertynyt ja kloriittiutunut, ja sisältää on paikoin runsaasti kvartsijuonia, kalimaasälpäytymistä, kohonneita Co-, Au- ja REE-pitoisuuksia. GTK on viime vuosina jatkanut Kotkan mineralisaation tutkimuksia, osittain sen REE-potentiaalin takia. 4.2.2 Pirttikoski (Sauhula) Muuttuminen = K-metsomatoosi, epidoottituminen, serisiittiytyminen Kotkan intruusion itäreunalla, Pirttikosken Sauhulassa on selvitetty kuparin ja kullan mineralisoitumista, alun perin lohkareviitteiden perusteella (kuva 13 edellä). Paikoin vulkaniitteja luonnehtii vahva suuntautuminen, kvartsi-karbonaatti- juonet, epidoottiutumien ja kalimetasomatoosi (kuva 15). Muuttuminen saattaa liittyä aluetta leikkaavaan vahvaan NW-SE-suuntaiseen siirrosvyöhykkeeseen. DigiKP-kartalla myös Pirttikoskelle on rajattu hydroterminen muuttumisvyöhyke. Kuvausten perusteella vulkaniitteihin liittyy samankaltaista muuttumista kuin Kotkassa (havainnot AJMA-2011-33 ja 2013-PJS-15), lähinnä kvartsitumista ja serisiittiytymistä. Lähellä Kotkan granitoidin ja Sauhulan vulkaniittien kontaktia granitoidin väri muuttuu punertavaksi ja K-pitoisuudet näyttävät hieman nousevan, kun taas muutoin Kotkan granitoidin länsiosalla kalipitoisuus ei ole kovin korkea.
GTK Raportti 60/2016 Havaintoja muuttumisesta Hämeen kallioperässä Kuva 14. Kotkan muuttumisvyöhykkeen paljastumakuvia; ylin kuva hydrotermisesti muuttunutta felsistä tuffibreksaa, jota sarvivälkejuonet breksioivat ja jossa myös fragmentit ovat muuttuneet. Lisäksi on nuorempia epidoottijuonia. Alla vasemmalla magnetiittilinssi ja magnetiittijuonia muutuneessa vulkaniitissa, oikealla on pyroklastista vulkaniittia leikkaavia sarvisälkemagnetiittijuonia. Lähde GTK:n havaintotietokanta (kuvat P. Sipilä) 19
Havaintoja muuttumisesta Hämeen kallioperässä 20 Kuva 15. Pirttikosken muuttumisvyöhykkeen vulkaniitteja kairauksista vuodelta 1989 (Lindmark 1996). Oikealla kvartsi- ja kloriittijuonten breksioimaa muuttunutta granitoidia. Kuva 16. Paljastuma Pirttikosken alueen hydrotermisesti muuttuneesta kvartsiporfyyrisestä vulkaniitista (kuva Pekka Sipilä)
Havaintoja muuttumisesta Hämeen kallioperässä 21 4.3 Aulangon ja Vanajan granitoidi Aulangon granodioriittiin liittyy useampia alueita, joita luonnehtivat muuttumiseen liittyvät kordieriittikivet Katumajärvellä, albiitituminen Aulangonjärvellä sekä vulkaniittien karsiutuminen ja viitteet turmaliini-kvartsibreksiasta Kankaanjärven alueella. Kuva 17. Aulangon (- Vanajan) granitoidiin liittyvät muuttumisvyöhykkeet: 4.3.1 Aulangonjärvi Muuttuminen = albiittiutuminen DigiKp-Projektikartalle on Vanajan/Aulangon granitoidin pohjoisreunalle, Aulangonjärven alueelle, rajattu kaksi albiittiumisen kuvastamaa muuttumisvyöhykettä, joita on kuvannut Simonen (1948, 1949). Aulangonjärvellä granodioriitti on muuttunut kahdessa vaiheessa, aluksi graniittiutunut ja myöhäisessä vaiheessa albiittiutunut. Graniittiutumiseen liittyy värin vaihettuminen punertavaksi, kun primaarisilikaattien väliin kehittyy kalimaaälpäkudos ja samanaikaisesti sarvivälke on hajonnut. Albiittirikkaissa kiviä esiintyy linsseinä vaihettuvin kontaktein graniittiutuneessa granodioriitissa. Albiittiutuneessa kivessä on paikoin näkyvissä Aulangon granodioriitin tekstuurin reliktejä, mutta
Havaintoja muuttumisesta Hämeen kallioperässä 22 omamuotoinen sarvivälke on täysin muuttunut epidootiksi, biotiitiksi ja kloriitiksi. Kvartsia on relikteinä ja epidootti korvaa plagioklaasin anortiittikomponenttia, jolloin kivi koostuu lähinnä albiitista, epidootista ja kvartsista. Paikoin läpikotainen albiittiutuminen on tapahtunut hydrotermisten liuosten vaikutuksesta alhaisessa lämpötilassa (Simonen 1949). Se voi olla viite esimerkiksi VMStai porfyyrityyppisestä malminmuodostusprosessista. Aulangonjärven alueelta on malmiviitteitä Au-, Cu-W- ja Mo-mineralisaatioista. 4.3.2 Kankaistenjärvi Muuttuminen = Turmaliini, kvartsijuonet, karsiutuminen Aulangon granodioriitin itäosalta, Kankaistenjärven lounaispuolelta on löytynyt lohkareena kvartsiturmaliinibreksia, jossa on runsaasti mm. kuparia, kulta ja kobolttia (ns. Henttosen lohkare). Kivi muistuttaa Ylöjärven Parosten malmin tyyppiä. Lähialueelta on löytynyt useampia lohkareita jokseenkin vastaavaa kuparikiisupitoisia turmaliinikvartsikiveä ja paljastumissa on tavattu kvartsi-turmaliinijuonia (Ratia 1982). Muita alueen viitteitä ovat scheeliitti-turmaliini juonet vulkaniitissa ja Au-pitoiset karsikivilohkareet (Aatto Ratia, suull.) Turmaliiniutuminen, malmimineraali-kvartsijuonet ja karsikivet viittaavat Ylöjärven tyyppiseen (porfyyri-cu) malminmuodukseen Alulangon intruusiossa. 4.4 VMS-tyyppinen vulkaniittien muuttuminen VMS-tyyppistä muuttumista luonnehtivat pyriitti-serisiittiliuskeet, kordieriitti-antofylliittikivet, ja kvartsiutuneet kivet, joita on eri puolilla Hämeen vyöhykettä. Osa alueista (Kuuma, Kalsu) on välittömästi porfyyrityyppisten granitoideihin liittyvän (laaja-alaisen) muuttumisen lähialueella. Esimerkiksi Kotkassa, Sauhulassa ja Katumajärvellä kohteet ovat granitoidien välittömässä läheisyydess, eikä ole aivan selvää onko mineralisaatio puhtaasti VMS-tyyppiä vai jokin välimuoto porfyyrisen ja VMS-tyypin välillä. 4.4.1 Katumajärvi Muuttuminen = Magnesium-metasomatoosi, serisiittiytyminen, kiisuuntuminen Katumajärven aluetta luonnehtii vulkaniittialueelle painottuva magnesium-metasomaattinen muuttuminen (Simonen 1949), joka on samantyyppistä kuin Kiipussa ja Kuumassa ja Tupalassa. Tyypillisiä kiviä ovat kummingtoniitti-gneissit, kordieriitti-antofylliittikivet ja serisiittiliuskeet, joiden on tulkittu periytyvän synvulkaanisesta hydrotermisestä toiminnasta (Papunen 1990, Tiainen ja Viita 1994). Alueella on laaja kiisumineralisoitunut alue, ja lähettyviltä on runsaasti kupari- ja sinkkimalmiviitteitä (Hakkarainen 1989, Kärkkäinen 2015), joiden lähdettä on mm. Rautaruukki-yhtiö on jäljittänyt 1970-80 luvulla (Kinnunen 1987). Varhaisempien Suomen Mineraalin tutkimusten mukaan Vanajanlinnan lähialueella (Oy Malminetsijät Ab:n valtaus Siro2) alueella on geofysiikan ja geokemian mukaan mahdollinen kuparimineralisaatio, liittyen granaatti-antofylliittikiviin.
GTK Raportti 60/2016 Havaintoja muuttumisesta Hämeen kallioperässä Kuva 18. Kiisuuntumista (pyriittiä) Katumajärven kvartsiutuneessa vulkaanisessa liuskeessa. Kuva 19. Kordieriittiutumista Katumajärven vulkaanisessa liuskeessa. 23
Havaintoja muuttumisesta Hämeen kallioperässä 24 Kuva 20. Turmalinisoitumista Katumajärven alueella. 4.4.2 Kuuma Muuttuminen = Serisiittiytyminen, Mg-metasomatoosi, kiisuuntuminen Kuuman kordieriittiutumista, serisiittiytymistä ja voimakasta kiisuuntumista sisältävä VMS-kohde sijaitsee laajan Latovainion kiisu-vyöhykkeen sisällä (kuva 2 sivulla 10). Kuuman kohdetta tutkittiin aluksi malmiviitteiden perusteella serisiittiytyneeseen vyöhykkeeseen liittyvänä kultamineralisaationa. Tutkimuksissa ei kuitenkaan havaittu merkittäviä Au-pitoisuuksia. Sen sijaan Kuuman alueen vulkaniiteissa tunnistettiin kairasydämistä hydrotermisesti muuttunut vyöhyke, johon liittyy Zn-Cu malminmuodostusta (Tiainen ym. 2016). Voimakkaimmin mineralisoitunut vyöhyke rajattiin maanpintageofysiikalla (IP), joka osoitti pyriitti-pyrhotiitti-rikkaan kiisuuntuneen vyöhykkeen. Kordieriittiutunut ja osin serisiittiytynyt vyöhyke rajattiin leveyssuunnassa kairaamalla ja iskuporauksella. Kohonneet Zn-Cu-pitoisuudet ja voimakas pyriitti-magneettikiisu-pirote liittyvät selkeimmin serisiittiytyneeseen kiveen. Kaikki Kuuman muuttumiset ovat osittain päällekkäistä. Latovainion kiisuuntuminen on laaja-alaisinta, kordieriittiutuminen on serisiittiytymistä ja S-Zn-Cu-mineralisaatiota laaja-alaisempaa. Malmiutuneen vyöhykkeen isäntä kivi on hapanta ja intermediaarista vulkaniittia (kuvat 21-23).
Havaintoja muuttumisesta Hämeen kallioperässä 25 Kuva 21. Kuuman serisiittiytynyt vulkaniitti (R11). Kuva 22. Kuuman kordieriittiutunut vulkaniittia (R12).
Havaintoja muuttumisesta Hämeen kallioperässä 26 Kuva 23. Rikkikiisua massiivisina raitoina Kuuman happamassa vulkaniitissa (R9). Kalsu Muuttuminen = kiisuuntuminen, silisifikaatio (uuttuminen) Kalsu sijaitsee 5 km etelään Kedonojankulman Au-Cu-esiintymästä ja 2.5 km kaakkoon Kuuman Zn-esiintymästä. Kallioperä koostuu intermediaarista ja emäksistä vulkaniiteista, jotka muodostavat granitoidien välissä olevan NW-SE-suuntaiseen vyöhykkeen Kalsussa on poikkeuksellisen voimakas aerogeofysiikan EM- ja magneettinen anomaliakenttää (Leväniemi ym. 2016). Kalsun yleisin kivilaji on mafinen vulkaniitti, jossa on välikerroksina Kuuman Zn-esiintymän tyyppistä vaaleaa hapanta tuffia. Tyypillistä Kalsun vulkaniiteille on paikoin runsas magneettikiisun määrä. Enimmillään kiisut esiintyvät verkkomaisena pirotteena ja kompakteina raitoina tai juonina deformoituneissa mafisissa kivissä. Rikin pitoisuus on korkea, keskiosan reiässä R38 4.1-6.5 % S (5 m), muutoin yleisesti >1-4.8 % S per metri. Arseenikiisua on pirotteena muutamissa magneettikiisua runsaasti sisältävissä kapeissa hiertotovyöhykkeissä, enimmillään 5590 ppm As per 1 m. Hiertovyöhykkeissä esiintyy myös turmaliinia. Muuttumiseen liittyen reiässä R39 on patja kovaa huokoistelta vaikuttavaa ja vahvasti kvartsiutunutta kiveä (silicification), voimakkaasti muuttunutta mafista vulkaniittia, joka on tulkittu uuttumisvyöhykkeeksi (kuva 24). Tässä kivessä ei ole mainittavasti sulfideja. Tavanomaista runsaampi rautakiisujen määrä Kalsun mafisissa vulkaniiteissa, arseenin paikoin korkeat pitoisuudet ja uuttumisen kautta syntyneet huokoiset kvartsikivet viittaisivat muodostuman vahva muuttuminen. On mahdollista, että Kalsun kiisurikas vyöhyke edustaa hydrotermisten liuosten virtausvyöhykettä, ja sillä on geneettinen ja rakenteellinen yhteys Kuuman Zn-esiintymän jatkeille.
GTK Raportti 60/2016 Havaintoja muuttumisesta Hämeen kallioperässä 27 Kuva 24. Lähikuva Kalsun kvartsiutuneesta vulkaniitista, jossa on basalttisista vulkaniiteista jään- teinä amfiboliittiraitoja; reikä R39, syvyys n. 55 m; oikealla magneettikiisuverkostoa Kalsun sulfiditoituneessa mafisessa vulkaniitissa, reikä R39. 4.4.4 Kiipu Muuttuminen = serisiittiytyminen, pyriittiytyminen, Mg-metasomatoosi, kvartsiutuminen Kiipun sinkkimineralisaatio sijaitsee Jokioisten keskustan lähettyvillä, 10 km länteen Forssasta (kuva 25). Kiipun sinkkiesiintymä on dasiittisten ja ryoliittisten vulkaniittien muuttumisvyöhykkeessä, missä on kompakteja sinkkivälkejuovia, sinkki-spinellä (gahniittia jopa 3 %) ja pyriittiytymistä (Mäkelä 1980). Vyöhykkeen päällä on muuttumattomia andesiittisia metalaavoja, joiden välissä on sedimenttisiä karbonaattikiviä (Ruskeeniemi 1996). Kuva 25. Kiipun muuttumisvyöhyke perustuen Ruskeeniemen (1996) ja Mäkelän (1980) rajauksiin.
Havaintoja muuttumisesta Hämeen kallioperässä 28 Mäkelä (1980) mukaan muuttumisvyöhykkeen pyroklastisesta yksiköstä liukeni hydrotermisten fluidien vaikutuksesta piitä, kalsiumia ja natriumia johtaen plagioklaasin häviämiseen. Vastaavasti siihen tuli lisää metalleja (Zn, Pb, Cu, Ag), kalia, magnesiumia, rautaa ja rikkiä. Muuttumisvyöhykkeen kivet uudelleen kiteytyivät vaihtelevasti kordieriittia, andalusiittia, serisiittiä, biotiittia ja antofylliittiä sisältäviksi gneisseiksi. Ruskeeniemen (1996) mukaan alueella on kaksi muuttumiskeskusta, Pakkastenmäen itäpuolella ja Kartanonkylän alueella. Ruskeeniemen (1996) mukaan muodostuman alaosa (pohjoispuoli) on edelleen malmipotentiaalinen, ja sieltä on viitteitä kuparista. Vaulammissa,(Rehulassa) noin 5 km etelään Kiipusta on Rehulan alueen vulkaniiteissa on tyypillisesti serisiittiytymistä, arseenikiisupirotetta ja kvartsijuoniverkostoja. Paikka sijaitsee Somero-Tammela vyöhykkeellä (ks. kuva 31). Alueella on Kiipun alueen tyyppisesti vanhoja lohkareviitteitä ja kalliohavaintoja hopeasta, lyijystä ja sinkistä sekä uudempia havaintoja kullasta (Kärkkäinen 2014). Outokumpu on selvitellyt kohdetta, mutta kairauksia lupaavalta vaikuttavalla alueella ei ole tehty. Osa lohkareista on kvarsijuonia sisältäviä läpikotaisesti serisiittiytyneitä liuskeita (Ag-Pb +/- Zn), osa kvartsiraitaista karsiamfiboliittia (Ag-Pb-Zn+/-Au) tai turmaliini-kvartsijuonia sisältävää gneissimäistä kiveä (Au). Tyypillistä on korkea hopeapitoisuus, enimmillään 512 ppm Ag (näyte 2001/1296: 7.9 % Pb, 1.8 % Zn, 4.7 ppm Au) ja 277 ppm Ag (näyte 1997/1609: 3.5 % Pb, 2.5 % Zn). Alueen paljastumat ovat tekstuuriltaan säilyneitä happamia vulkaniitteja länsiosalla ja idempänä (lohkareiden löytöalueella) kerroksellisista intermediaarista vulkaniittia, jossa on leikkaavia kvartsiporfyyri- ja plagioklaasiporfyyri-juonia. Intermediaarisissä vulkaniiteissa ja porfyyrijuonissa on magneettikiisu- ja arseenikiisupirotetta. 4.4.5 Leteensuo Hämeen vyöhykkeen pohjoisreunalla, Kalvolan Leteensuon Cu-Zn-esiintymä sijaitsee peliittitsten sedimenttien vulkaanisissa välikerroksissa vulkaanisen pääjakson päällä/yläsosassa (Hakkarainen 1989). Kriittisen alueen kallioperätieto perustuu Outokumpu-yhtiön kairuksiin 1970-luvulla (Mäkelä 1980). Zn-mineralisaation isäntäkivinä on intermediaaristen agglomeraatteja sekä emäksisiä ja happamia tuffeja, Erillinen Cu-mineralisaatio on 700 m sen yläpuolella andesiittisessa uraliittiporfyriittimuodostumassa (Hakkarainen 1989, Pekkarinen1996). Mineralisaatiohorisonttien välissä on kordieriitti-kiillegneissejä, on andalusiitti-granaatti- ja kummingtoniitti-gneissejä. Pekkarisen (1996) mukaan Zn-mineralisaation sivukivissä on todettu vahtelevaa, ei kovin intensiivistä serisiittiytymistä, mutta voimakkaampaa muuttumista on Cu-mineralisaation pohjana olevissa kordieriittikummingtoniitti (antofylliitti-)kivissä, jotka edustanevat massiivisille sulfidiesiintymille tyypillisiä Mg-muuttuneita kiviä (stringer).
Havaintoja muuttumisesta Hämeen kallioperässä 29 Kuva 26. Leteensuon Zn(-Cu) esiintymän yhteyteen hahmoteltu muuttumineita kiviä sisältävän vyöhykkeen laajuus. 4.4.6 Nappikallio Muuttuminen = Mg-metsomatoosi, kiisuuntuminen Kalvolassa, Kallijärven itäpuolella on granodioriitin kontaktivyöhykkeen amfiboliitissa metasomaatinen vyöhyke, johon liittyy pyriitti-, kuparikiisu- ja sinkkivälkepitoisia lohkareita (Aumo 1982). Pentti Eskola tutki aluetta v. 1936 Suomen Malmi Oy:lle (Neuvonen 1956). Kiisuuntunut vyöhyke jatkunee luoteeseen omamuotoisista granaateistaan tunnetun Nappikallion alueelle, mitä voi pitää yhtenä klassisisena paikkana Mg-metasomatoosin tutkimuksissa (Eskola 1936). Kasvullisuuden perusteella Nappikallion kallioperä sisältää paikoin karbonaattia. Alueelta on myös lohkerehavaintojaon scheeliittipirotteisista karsikivikerrostumista amfiboliitissa.
Havaintoja muuttumisesta Hämeen kallioperässä 30 Kuva 27. Nappikallion muuttumisvyöhyke 4.4.8 Tupala Muuttuminen: Mg-metasomatoosi Tupalan Ag-Cu-Zn-valtainen esiintymä sijaitsee välittömästi Someron kaupunkikeskuksen kaakkoispuolella Hirsijärven länsipuolella. Alue on merkitty indeksikarttaan (kuva 1) ja alue on rajattu muiden havaintojen puuttuessa kairauskenttään (kuva 24). Tupalan luonteeltaan distaaliseen VMS-esiintymään liittyy karsikiviä ja kordieriitti-kiillegeneissejä cherttien sekä eri koostumuksisten vulkaniittien luonnehtimassa ympäristössä (Mäkelä 1989). Kordieriitti-gneissit viittavat samankaltiaseen ympäristöön kuin Kiipu ja Katumajärvi (Tiainen ja Viita 1994). Mäkelän (1989) mukaan Tupalassa kordieriittikivissä on selvästi korkeampi K2O:Na2Osuhde kuin Orijärven Metsämontun ja Iilinjärvn esiintymissä. Tupolan alueen muuttumisvyöhykkeen laajuudesta ei ole tarkempaa tietoa. Kuviin 28-30 on rajattu Tupalan esiintymän yhteydessä oleva kordieriittikiviyksikkö.
Havaintoja muuttumisesta Hämeen kallioperässä 31 Kuva 28. Tupalan muuttuneesta alueen sijainti. Kuva 29. Tupalan Zn-Cu-Pb-Ag-mineraloisaatio ja kairauspaikat Mäkelän (1989) mukaan.
Havaintoja muuttumisesta Hämeen kallioperässä 32 Kuva 30. Poikkileikkaus Tupalan Zn-Cu-Pb-Ag-mineralisaatiosta, muokattu Mäkelän (1989) mukaan. 4.5 Somero-Tammela Muuttuminen = Kvartsijuonet, turmaliiniutuminen, arseenikiisu (serisiittiytyminen, biotiittiutuminen) Someron Satulinmäen, Tammelan Riukan ja Jokioisten Sukulan kultaesiintymät rajautuvat alueelle, joka malmiviitteiden, geokemian ja kartoituksissa tunnistettujen muuttumisilmiöiden perusteella muodostaa NW-SE-suuntaisen yli 10 km pitkän ja pari kilometriä leveän vyöhykkeen (kuva 31). Se liittyy samoihin tai samankaltaisiin suurrakenteisiin kuin kullan esiintyminen pohjoisempana, Huittisten alueella (Saalmann et al. 2009). Alueen kallioperä koostuu valtaosin intermediaarisistä ja mafisista vulkaniiteista, happamista pyroklastisista tai tuffiittisista kivistä, Al-rikkaiden kiilleliuskeiden osuus on vähäinen.
Havaintoja muuttumisesta Hämeen kallioperässä 33 Kuva 31. Somero Tammela vyöhyke, joka jatkuu kaakossa Letkun alueella gabroa leikkaavan hiertona. Kartta-alueen eteläosalla on pienialainen Kiipun VMS-tyyppinen muuttumisvyöhyke. Vyöhykkeeseen liittyy arseenikiisun, turmaliinin ja kvartsijuonten luonnehtimia vaihtelevasti serisiittytyneitä, kvartsiutuneita ja kiisuuntuneita kiviä. Kultakriittisen vyöhykkeen tyyppikivenä esiintyy Satulinmäellä ja Riukassa kvartsijuonten silpoma, turmalinisoitunut ja arseenikiisupirotteinen felsinen (kvartsi-albiitti-serisiiti) juonikivi. Satulinmäellä eniten kultaa on kapeista kvartsijuonista koostuvassa verkostossa isäntäkivenä vahvasti kiisuuntunut ja serisiittytynyt, paikoin turmaliiniutunut vulkaniitti (Kärkkäinen y. 2006). Riukassa eniten kultaa on pari metriä paksussa sinkkivälke- ja kuparikiisupirotetta sisältävässä kvartsijuonessa, jonka kontaktit ovat turmaliiniutuneet (Kärkkäinen ym. 2007). Välittömästi koillispuolella Pursiossa tyypillisiä ovat pyriitti-serisiittiliuskeet.
Havaintoja muuttumisesta Hämeen kallioperässä 34 Aerogeofysikaalisilla kartoilla Riukka rajautuu Satulinmäen tavoin pieneen selvään anomaliakenttään (kuva 32). Vulkaniittialueella pilvimäisten magneettisten häiriöiden aiheuttaja on magneettikiisu, joka täällä ei liity niin selvästi voimakkaimmin muuttuneisiin kiviin kuin Satulinmäellä. Sekundaarisesti kiisuuntuneet ja turmaliinia sisältävät kallioalueet erottuvat IP-mittauksissa, mutta kvartsijuonista koostuva pääjuoni ei ole selvä IP-anomalia. Myös Satulinmäen pohjoispuolella, Sukulassa on vahvasti muuttunut, arseenikiisun ja kvartsin luonnehtiman, mineralisoituneen vyöhyke, jonka leveys on noin 50 m. Geofysiikan mukaan se voi olla satoja metrejä pitkä. Lännempänä Kivenkorvassa (Hyrsynmutka) havainnoitiin itä-läntiseen siirrokseen liittyvää muuttumista ja mineralisoitumista (kuva 27). Letkun alueella Riukasta kaakkoon on keskittymä Au-pitoisia ja arseenikiisupirotteisia kvartsijuoni-gabro-lohkareita, jotka todennäköisesti on Torron gabroja leikkaava hiertovyöhykkeeseen. Kuva 32. Somero-Tammela vyöhykkeen kultaesiintymiin liittyy pieni-alaisia, mutta selviä aeromagneettisia anomalioita Somero-Tammela vyöhykkeellä (vasen); Arseenin kohonnut pitoisuus moreenissa viittaa hydrotermiseen aktiivisuuteen kallioperässä (oikealla)
Havaintoja muuttumisesta Hämeen kallioperässä 35 Kuva 33. Ylinnä on Riukan kairauksista turmaliinipesäkkeitä sekä turmaliini-, turmaliini-arseenikiisu- ja turmaliini-kvartsijuonia intermediaarissä vulkaniiteissa (R400, R401) sekä arseenikiisu-kvartsijuoniverkostoa Pitkäkydön vulkaniiteissa. Paljastumakuvassa (331880E,6741350N) on hapanta liusketta bereksioivaa kvartsijuoniverkostoa Kivenkorvassa Ypäjällä, minkä lähettyviltä on löytynyt lohkarekeskittymä kvartsijuonia ja arseenikiisua sisältävistä intermediaarisista vulkaniiteista.
Havaintoja muuttumisesta Hämeen kallioperässä 36 4.6 Hiertovyöhykkeet mafisissa intruusioissa Muuttuminen: kvartsijuonet, kiisuuntuminen Huittisen alueen kultaesiintymät liittyvät mafisia intruusioita leikkaaviin hiertovyöhykkeisiin (kuva 34). Jokisivussa hiertovyöhykettä luonnehtii vahva suuntautuminen, kvartsijuonet ja paikoin myös pegmatiittinen materiaali; Ritakallion hiertoihin liittyy kvartsijuonia ja kalimetasomatoosia Uunimäellä on semiduktiilia breksioitumista, sulfurisoitumista ja ruhjeiden epidootti, kvartsi ja karbonaatti. Näiden lisäksi Huittisilta tunnetaan läheisesti Palokallion kultamineralsiaatio, jossa on kvartsituneisin ja sulfidoituneisiin hiertoihin liittyvää muuttumista luonnehtivat kapeat arseenikiisua sisältävät kvartsijuonet (Grönholm ja Voipio, 2012). Kuva 34.Kuva Huittisten alueen Au-esiintymiin liityvät muuttumisvyöhykkeet. Ritakalliolla rajaukseen sisällytetty Korvenmaan Au-anomalian vyöhyke (ks seuraava kuva yy2).
Havaintoja muuttumisesta Hämeen kallioperässä 37 Jokisivussa Kujankallion dioriittisessa intruusiossa on kapeita leikkaavia hiertovyöhykkeitä, joissa kivi on jauhautunut ja uudelleenkiteytynyt hienorakeiseksi, kiisuja, poimuttuneita kvartsijuonia ja karsiraitaoja sisältäväksi ja liuskemaiseksi (Luukkonen ym. 1992). Sivukivien muuttuminen on vähäistä, hiertosaumojen lisäksi niiden läheisyydessä on kvartsiutumista, karrettumista, biotiittiutumista, lievää serisiittiytymistä ja kiisuuntumista, harvoin turmaliinia. Kultaesiintymän lähialueella on voitu seurata maastohavainnoinnilla 2.7 km hiertoa, jonka leveys on 10 15 m. Siinä on kvartsiutumista ja kiisuuntumista, jonkin verran biotiittiutumista, kalimaasälpäytymistä ja granaattiutumista (Luukkonen ym., 1992). Ritakalliossa (Ritakallionmaalla) kullan rikastumista luonnehtivat hiertovyöhykkeet ja kvartsijuonet (kuva 35). Muuttumiseen liittyy sulfideja, serisiittä, scheeliittiä ja kvartsitumista (Vuori ym., 2005). Kalimetasomatoosi ja karboaattijuonet liittyvät osaan gabroja leikkaavia hierto- ja siirrosvyöhykkeitä, harvemmin granaattia. Au-kriittinen alue on Ritakallionmaalla 2.3 km pitkä, mutta muuttumisvyöhykkeeksi on kuvassa 36 rajattu myös geokemian ja raskamineraalikullan anomalia useita km kaakkoon, Korvenmaan alueelle. Uunimäen gabron tekstuuri on yleensä vain heikosti suuntautunut. Kalliokumpareiden reunoilla ja paljastumissa on kapeita hiertoja, joita indikoivat paljastumien rikkonaisuus, kvartsijuonet, magneettikiisun aiheuttama ruosteisuus, joskus arseenikiisu tai kivien vahva suuntaus (Kärkkäinen ym. 2015). Kairauksessa on lävistetty lukuisia breksioituneita ja hiertyneitä, vaihtelevasti muuttuneita vyöhykkeitä, joissa esiintyy albiittiutumista, epidoottiutumista, kloriittitumista, serisiittiytymistä, kiisuja, joskus kvartsi ja karbonaattijuonia. Breksiavyöhykkeissä tumma metagabro vaalenee vihertävän harmaaksi ja hienorakeiseksi kiveksi (kuva 35). Hiertojen välissä kivi on näennäisesti muuttumatonta, mutta sisältää verkostona kapeita magneettikiisujuonia, jotka paikoin sisältävät korkeita Au-pitoisuuksia. Puhtaat kvartsijuonet ovat kapeita (1 20 cm) ja niissä on tavattu näkyvää kultaa.
GTK Raportti 60/2016 Havaintoja muuttumisesta Hämeen kallioperässä 38 Kuva 35. Ylärivissä gabroja leikkaavien hiertovyöhykkeiden muuttuneita ja Au-mineralisoituneita kiviä Jokisivussa (Arpola), Ritakallionmaalla; Alla Uunimäeltä epidoottiutuneita ja serisiittiytyneitä kvartsi- ja karbonaattijuonia sisältäviä kiviä.
Havaintoja muuttumisesta Hämeen kallioperässä 39 Kuva 36.Aerogeofysiikan ja geokemian perusteella hahmoteltuja kultakriittisiä hiertovyöhykkeitä Huittisten alueella (kuva Saku Vuori 2006). 4.7 Loimaan maneettinen rengasrakenne Muuttuminen = magnetiittiutuminen Loimaan alueella on laaja pyöreähkö aerogeofysiikan anomalia, ja sen kaakkoisosalla on painovoima-anomalia. Alue on varsin epätasaisesti paljastunut. Magneettiseen anomaliaan liittyy paikon vahva, apliittisissa kivissä hienorakeinen magnetiittipirote graniitissa ja karkearakeista magnetiittia pegmatiittisissa osissa (kuva 37). Paikoin graniitissa on sulautuvia reliktejä mafisista syväkivistä. Painovoima-anomalian on arvioitu mm. liittyvän korkean metamorfoosiasteen metamorfisia Fe-Mg- Al-silikaatteja sisältäviin gneisseihin. Graniittien runsaus ei tue tämä ajatusta. Niinpä selitys voisi olla hieman (< 1-5 km) maanpintaa syvemmällä oleva laaja mafinen intruusio, jonka lämpövaikutuksesta liuskeista kehittynyt magnetiitti-graniitteja ja samalla olisi vapautunut hydrotermisiä, malmipotentiaalisa liuoksia kun osa metamorfisista vesipitoisista mineraaleista on hajonnut graniittiseksi sulaksi ja erilaisiksi relikteiksi (mm. hydroterminen ja Fe-rikas faasi).
Havaintoja muuttumisesta Hämeen kallioperässä 40 Kuva 37. Magnetiittia Loimaan graniitin pegmatiittista faasissa silikaattien kideväleissä. Kojonperä, Humppila, (286450E, 6763800N). 5 YHTEENVETO Raporttiin on koottu Hämeen kallioperässä havaituista kivilajien muuttumisesta, ja epäsuoria geofysikaalisia ja geokemiallisia piirteitä, joka mahdollisesti kuvastavat alueellista metamorfoosia vanhempaa, (orogeenisten kultamalmien yhteydessä samanaikaista) hydrotermistä toimintaa ja mineralisoitumista. Laaja-alaisinta muuttumista esiintyy Arolanmäen granitoidi-intruusion länsiosalla ja sen ulkopuolella, missä laaja-alaisinta on kiisuuntuminen, rajoitetumpaa serisiittiytyminen, kvartsiutuminen ja kalimetasomatoosi. Samanlasiia piirteitä on havaittu Arolanmäen intruusion itäosalla, Liesjärven alueella sekä rajoitetummin Kotkan granitoidin kontaktialueilla. Somero-Tammela-kultavyöhykkeellä tyypillistä on turmaliiniutuminen, arseenikiisun esiintyminen ja lentomittauksissa havaittava magnetoituminen.